汞（Hg）是一种有毒的重金属元素，其毒性与赋存形态密切相关，甲基汞（MeHg）的毒性最强。近年的研究发现稻米具有较强的甲基汞富集能力，且食用大米已成为汞矿区人体甲基汞暴露的主要来源。我国汞矿主要分布在生态脆弱的西南喀斯特地区，长期的汞矿开采与冶炼活动，已造成当地环境严重污染，农田土壤和农作物Hg含量严重超标。本研究以贵州省铜仁市重要的粮食生产基地司前大坝作为研究对象，利用生物炭开展汞污染农田修复研究，评估生物炭的修复效果，探讨生物炭吸附钝化汞的微观机理。主要结论如下：
（1）通过20亩汞污染稻田开展土壤污染修复研究，结果表明，生物炭对于汞污染农田的修复效果显著且稳定。相对于对照组，实验组大米总汞/土壤总汞比例降低32.0%，土壤有效态汞/土壤总汞比例降低51.4%。两年的持续监测显示水稻总汞含量和有效态汞的占比保持稳定，表明生物炭修复的稳定性较好。同时，实验组单株穗重相比对照组增加6.34%，亩产增加10.2%，表明钝化剂的添加还能促进水稻的产量增加。
（2）通过傅立叶红外变换、X射线衍射、扫描电镜和透射电镜对加入稻田前后的生物炭进行表征，分析生物炭吸附钝化汞的机理。生物炭颗粒直径在10 ~ 40 μm之间，其中95%以上的生物炭颗粒直径<20 μm。生物炭表面不规则、粗糙和多孔，为汞的吸附提供了结合点位，部分生物炭颗粒具有骨架状结构，表面有明显的孔隙，有利于含汞颗粒的吸附。生物炭表面的-OH、-COOH、-CHO以及卤素增强了土壤对汞的吸附能力。加入稻田后的生物炭通过吸附Fe氧化物以及S化合物能够促进对汞的吸附。
关键词：汞；土壤；生物炭；修复机理
资助项目：石灰岩区砷镉汞污染农田修复与综合防治技术集成(2018YFD0800602)